摻雜型離子交換劑的制備及其交換性能研究.pdf

1、以乙酸鋰、乙酸鎳和乙酸錳為主要原料，采用溶膠—凝膠法，合成出一系列摻鎳的鋰錳氧化物L(fēng)iNixMn2-xO4(x=0.00，0.05，0.10，0.20)作鋰離子篩前驅(qū)體。通過正交試驗(yàn)得到合成鋰離子篩前驅(qū)體的最佳條件為：鎳的摻雜量x為0.05、螯合劑為檸檬酸、焙燒溫度700℃、焙燒時(shí)間8h。對(duì)其尖晶石結(jié)構(gòu)及酸穩(wěn)定性進(jìn)行了測(cè)定，并選用0.5mol/L過硫酸銨做改型劑對(duì)合成的鋰離子篩前驅(qū)體進(jìn)行酸處理，制得鋰離子篩。測(cè)定了其對(duì)鋰離子的飽和交換容

2、量、pH滴定曲線等離子交換性能。經(jīng)測(cè)定：LiNi0.05Mn1.9504為尖晶石結(jié)構(gòu)、酸穩(wěn)定性好，在酸改型過程中Mn2+的溶出率僅為0.31％。酸改型后制得的鋰離子篩對(duì)鋰具有較高的選擇性，對(duì)0.1mol/LLi+溶液的飽和交換容量達(dá)36.72mgLi+/g離子篩。 測(cè)定了鋰離子篩的離子交換熱力學(xué)。作出15℃，25℃，35℃，45℃下鋰離子篩的H+—Li+交換等溫圖，利用Pitzer電解質(zhì)溶液理論，計(jì)算出該離子交換體系的活度系數(shù)，

3、得Kielland圖，并進(jìn)一步得到H+—Li+交換的平衡常數(shù)及其它熱力學(xué)參數(shù)(Ka，ΔG0，ΔH0，ΔS0)?！鱃0()H為負(fù)值，表明所合成的鋰離子篩對(duì)Li+的選擇性大于原來可交換陽(yáng)離子H+的選擇性，吸附鋰的過程是自發(fā)過程(△G0＜0)。該離子交換反應(yīng)是放熱反應(yīng)。 測(cè)定了鋰離子篩對(duì)鋰的離子交換動(dòng)力學(xué)。得到25℃時(shí)鋰離子篩在0.005，0.025和0.050mol/L的Li+溶液中吸附鋰的離子交換動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)。用縮核模型處理所得的動(dòng)